无机凝胶材料

1、编辑ppt1第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料3.13.1气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料3.23.2通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥3.33.3其他品种水泥其他品种水泥3.43.4水泥的应用水泥的应用胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义和分类u胶凝材料的定义胶凝材料的定义 经过一系列物理化学变化，能够凝结硬化，将块经过一系列物理化学变化，能够凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成一个整体的材料。状或粉状材料胶结起来，形成一个整体的材料。如沥青、聚合物等如沥青、聚合物等胶凝材料胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、

2、石如：石灰、石膏、水玻璃等膏、水玻璃等如：如：水泥水泥u胶凝材料的分类胶凝材料的分类一、石灰一、石灰二、石膏二、石膏三、水玻璃三、水玻璃3.1气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料一、石灰一、石灰p生产工艺生产工艺煅烧煅烧 石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为度可分为欠火石灰欠火石灰、正火石灰正火石灰、过火石灰过火石灰。 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2生石灰生石灰u1.石灰的生产石灰的生产p原材料原材料 生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为主要成分为C

3、aCO3。一、石灰一、石灰u2.石灰的熟化硬化过程、石灰的品种石灰的熟化硬化过程、石灰的品种p生石灰的熟化生石灰的熟化 熟化的过程熟化的过程 生石灰生石灰+水水 熟石灰熟石灰 熟化的方式熟化的方式淋淋 灰灰熟石灰粉（消石灰粉）熟石灰粉（消石灰粉） 化化 灰灰 熟石灰熟石灰膏膏 熟化过程的特点熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀放出大量的热；体积膨胀1.53.5倍。倍。 MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O = Ca（OH）2 + 64.83kj一、石灰一、石灰p生石灰的熟化生石灰的熟化l熟化过程的注意事项熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏两周以上熟石灰在使用前必须

4、陈伏两周以上防止过防止过火石灰的危害；火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水在化灰池表面保留一层水防止石灰碳化。防止石灰碳化。p石灰的硬化石灰的硬化 Ca(OH)2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。生，从而提高强度。 （干燥硬化）（干燥硬化） Ca(OH)2与空气中与空气中CO2发生反应，形成发生反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。使石灰的强度逐渐提高。 （碳化硬化）（碳化硬化）一、石灰一、石灰p石灰的品种石灰的品种 按石灰中的氧化镁含量的高低分：按石灰中的氧化镁含量的高低分： 按成品的加工方法分：按成品的加工方法分： 块状生石灰；块状生石

5、灰； 磨细生石灰粉；磨细生石灰粉； 消石灰粉；消石灰粉； 石灰膏；石灰膏； 石灰乳等。石灰乳等。生石灰生石灰钙质石灰钙质石灰镁质石灰镁质石灰MgO5%MgO5%一、石灰一、石灰u3.石灰的技术性质及应用石灰的技术性质及应用p石灰的质量等级石灰的质量等级 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分为优等品、的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。一等品和合格品三个等级。p石灰的特性石灰的特性 1. 1.可塑性好；可塑性好； 2. 2.生石灰吸湿性强，保水性好；生石灰吸湿性强，保水性好； 3. 3.凝结硬化慢、强度低凝结硬

6、化慢、强度低 ； 4. 4.硬化后体积收缩大，易开裂；硬化后体积收缩大，易开裂； 5. 5.耐水性差耐水性差 。p石灰的应用石灰的应用 配制石灰砂浆和石灰乳；配制石灰砂浆和石灰乳； 配制三合土和灰土；配制三合土和灰土； 制作碳化石灰板；制作碳化石灰板； 生产硅酸盐制品；生产硅酸盐制品； 加固地基。加固地基。一、石灰一、石灰 4.石灰的储存石灰的储存 生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到作到“随到随化随到随化”。 不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。合运输。 熟石灰在使用前必须陈伏两周以上

7、，以防止过火熟石灰在使用前必须陈伏两周以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。石灰对建筑物产生的危害。 1.石膏的原材料、生产及品种石膏的原材料、生产及品种 石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压力石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压力下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。 在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如下在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如下所示：所示： 建筑工程中常用建筑石膏建筑工程中常用建筑石膏;高强石膏用于生产建筑石膏制品。高强石膏用于生产建筑石膏制品。二、石膏二、石膏二水石膏二水石膏CaSO42

8、H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170加热、脱水加热、脱水125 0.13MPa蒸压锅蒸压锅170360加热、脱水加热、脱水400750800型型建筑石膏建筑石膏型型高强石膏高强石膏可溶性石膏可溶性石膏不溶性石膏不溶性石膏高温煅烧石膏高温煅烧石膏在常温下不存在在常温下不存在二、石膏二、石膏2.建筑石膏的凝结与硬化建筑石膏的凝结与硬化 建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下： CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O 建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：建筑石膏的凝结硬化

9、过程可以表示如下： 建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；晶的过程； 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。使石膏晶体逐渐硬化。建筑石膏建筑石膏+ +水水浆浆 体体凝凝 结结硬硬 化化二、石膏二、石膏 3.建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求 建筑石膏按其细度、强度、凝结时间等指标，划建筑石膏

10、按其细度、强度、凝结时间等指标，划分为优等品、一等品、合格品三个等级。分为优等品、一等品、合格品三个等级。技术指标名称技术指标名称优等品优等品一等品一等品合格品合格品强度强度抗折强度抗折强度(MPa)(MPa)2.52.52.12.11.81.8抗压强度抗压强度(MPa) (MPa) 4.94.93.93.92.92.9细度细度(0.2mm(0.2mm方孔筛筛余方孔筛筛余%)%)5.05.010.010.015.015.0凝结时间凝结时间初凝不早于初凝不早于6min6min，终凝不迟于终凝不迟于30min30min二、石膏二、石膏p建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质 表观密度小，强度较低；表

11、观密度小，强度较低； 凝结硬化快；凝结硬化快； 孔隙率大，热导率小；孔隙率大，热导率小； 凝结时体积产生微膨胀；凝结时体积产生微膨胀； 吸湿性强，耐水性差；吸湿性强，耐水性差； 具有较好的防火性能。具有较好的防火性能。p建筑石膏的应用建筑石膏的应用 室内抹灰与粉刷；室内抹灰与粉刷； 生产建筑石膏制品；生产建筑石膏制品； 生产水泥时作为缓凝生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中。剂加入水泥中。u4.建筑石膏的性质及应用建筑石膏的性质及应用三、水玻璃三、水玻璃 水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成。是一种能够溶解于水的硅酸盐材料。结合而成。是一种

12、能够溶解于水的硅酸盐材料。 1.水玻璃的生产水玻璃的生产p湿法生产湿法生产 湿法是将石英砂加入到氢氧化钠溶液中，进行蒸压湿法是将石英砂加入到氢氧化钠溶液中，进行蒸压使其直接反应生成液态水玻璃。使其直接反应生成液态水玻璃。p干法生产干法生产 干法是把石英砂和碳酸钠按比例混合磨细，在干法是把石英砂和碳酸钠按比例混合磨细，在300 1400高温的熔炉内熔化，生成固态水玻璃。高温的熔炉内熔化，生成固态水玻璃。 三、水玻璃三、水玻璃 1.水玻璃的生产水玻璃的生产p水玻璃的硅酸盐模数水玻璃的硅酸盐模数 水玻璃的模数水玻璃的模数n：指硅酸钠中氧化硅和氧化钠的分：指硅酸钠中氧化硅和氧化钠的分子数之比，一般在子

13、数之比，一般在1.53.5之间。之间。 水玻璃硅酸盐模数值水玻璃硅酸盐模数值n的大小决定水玻璃的品质及的大小决定水玻璃的品质及其应用性能：模数低的水玻璃，晶体组分较多，粘其应用性能：模数低的水玻璃，晶体组分较多，粘结性能较差（也易溶于水）；模数升高，胶体组分结性能较差（也易溶于水）；模数升高，胶体组分相应增加，粘结能力增强。相应增加，粘结能力增强。 三、水玻璃三、水玻璃 1.水玻璃的生产水玻璃的生产p水玻璃的硅酸盐模数水玻璃的硅酸盐模数配制耐热砼或最为水泥的促凝剂配制耐热砼或最为水泥的促凝剂用于地基灌浆用于地基灌浆用于涂刷材料表面用于涂刷材料表面n=2.62.8为宜为宜n=2.73.0为宜为宜

14、n=3.33.5为宜为宜三、水玻璃三、水玻璃 2.水玻璃的硬化水玻璃的硬化 液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下： 为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入13%15%的促硬剂氟硅酸钠。的促硬剂氟硅酸钠。32222222CONaOHSiOOHCOSiOONamnmnNaF6OHSiO) 12(OHSiFNa)SiOO2(Na2226222mnmn三、水玻璃三、水玻璃 3.水玻璃的性质与应用水玻璃的性质与应用p水玻璃的性质水玻璃的性质粘结力

15、强粘结力强 耐酸性好耐酸性好 耐热性好耐热性好p水玻璃的应用水玻璃的应用 涂刷或浸渍材料，提高其抗风化性能；涂刷或浸渍材料，提高其抗风化性能； 配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制耐酸砂浆和耐酸混凝土； 配制耐热砂浆和耐热混凝土；配制耐热砂浆和耐热混凝土； 配制防水剂，用于修补裂缝、堵漏；配制防水剂，用于修补裂缝、堵漏； 加固地基。加固地基。一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用硅酸盐水泥的技术要求四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结

16、硬化与性能五、通用硅酸盐水泥的选用五、通用硅酸盐水泥的选用六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止3.2 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥水泥的特点及适用范围水泥的特点及适用范围u水泥的特点水泥的特点 水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆体，浆体，不仅不仅能够在能够在干燥环境干燥环境中凝结硬化，中凝结硬化，而且能而且能更好更好地在地在水中水中硬化，保持或发展其强度，形成坚硬化，保持或发展其强度，形成坚硬的人造石材。硬的人造石材。u水泥适用范围水泥适用范围 不仅适合用于不仅适合用于干燥环境干燥环境中的工程部位，而且也适中的工程部位，而且也适合用于

17、合用于潮湿环境及水中潮湿环境及水中的工程部位。的工程部位。水泥的分类水泥的分类u按性能和用途分按性能和用途分水水 泥泥通用水泥通用水泥专用水泥专用水泥特性水泥特性水泥如砌筑水泥、油井水如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝泥、道路水泥、大坝水泥等水泥等如白色硅酸盐水泥、如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥快凝快硬硅酸盐水泥等等如最常用的如最常用的通用硅酸通用硅酸盐水泥盐水泥水泥的分类水泥的分类按主要水硬性物质分按主要水硬性物质分水泥种类水泥种类主要水硬性物质主要水硬性物质主主 要要 品品 种种硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸钙硅酸钙绝大多数通用水泥、专用水泥绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥和特性水泥

18、铝酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸钙铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。快硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙无水硫铝酸钙硅酸二钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低碱有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等盐水泥等铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铝酸钙、铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙硅酸二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等水泥等氟铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥氟铝酸钙、硅酸二钙氟铝酸钙、硅酸二钙氟铝酸盐水泥等氟铝酸盐水泥等

19、以火山灰或潜在水硬以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材性材料及其他活性材料为主要组分的水泥料为主要组分的水泥活性二氧化硅活性二氧化硅活性氧化铝活性氧化铝石灰火山灰水泥、石膏矿渣水石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等泥、低热钢渣矿渣水泥等适用于适用于GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的相关标准的相关标准uGB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥取代了取代了：GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 、GB1344-1999矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥煤灰硅酸盐水泥、GB

20、12958-1999复合硅酸盐水复合硅酸盐水泥泥三个标准。三个标准。u被被GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥引用的相关标准引用的相关标准 GB/T176-1999水泥化学分析方法水泥化学分析方法 (eqv ISO680:1990）; GB/T203-1994用于水泥中的粒化高炉矿渣用于水泥中的粒化高炉矿渣; GB/T750-1992水泥压蒸安定性试验方法水泥压蒸安定性试验方法；适用于适用于GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的相关标准的相关标准u被被GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥引用的相关标准引用的相关标准 GB/T1345-2005 水泥细度检验方

21、法（筛析水泥细度检验方法（筛析法）法）; GB/T1346-2001 水泥标准稠度用水量、凝结水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法时间、安定性检验方法(eqv ISO9597:1989); GB/T1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤用于水泥和混凝土中的粉煤灰灰; GB/T2419-2005水泥胶砂流动度测定方法水泥胶砂流动度测定方法; GB/T2847-2005用于水泥中的火山灰质混合材用于水泥中的火山灰质混合材料料; 适用于适用于GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的相关标准的相关标准u被被GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥引用的相关标准引用的相关标

22、准 GB/T5483-1996石膏和硬石膏石膏和硬石膏; GB/T8074-2008水泥比表面积测定方法水泥比表面积测定方法(勃氏勃氏法法) ; GB9774-2002水泥包装袋水泥包装袋; GB12573-1990水泥取样方法水泥取样方法; GB/T12960-2007水泥组分的定量测定水泥组分的定量测定; GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法水泥胶砂强度检验方法（ISO法）法）(idt ISO679:1989); 适用于适用于GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的相关标准的相关标准u被被GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥引用的相关标准引用的相关标准 G

23、B/T18046-2000用于水泥和混凝土中的粒化用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉高炉矿渣粉; JC/T420-2006水泥原料中氯离子的化学分析水泥原料中氯离子的化学分析方法方法; JC/T667-2004水泥助磨剂水泥助磨剂; JC/T742-1984(1996)掺入水泥中的回转窑窑掺入水泥中的回转窑窑灰灰。 一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况u通用硅酸盐水泥的定义通用硅酸盐水泥的定义 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥（Common Portland Cement）是）是指以指以硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料和和适量的石膏适量的石膏，及，及规定的混

24、合规定的混合材料材料制成的水硬性胶凝材料。制成的水硬性胶凝材料。 u通用硅酸盐水泥的分类通用硅酸盐水泥的分类 通用硅酸盐水泥按通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量混合材料的品种和掺量分为：硅分为：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。盐水泥。通用硅酸盐水泥的分类通用硅酸盐水泥的分类通用硅酸盐水泥的组分通用硅酸盐水泥的组分 品种品种代号代号组分（质量分数）组分（质量分数）熟料熟料+石膏石膏粒化高粒化高炉矿渣炉矿渣火山灰火山灰质混合质混合材料材料粉粉煤

25、煤灰灰石石灰灰石石硅酸盐水泥硅酸盐水泥P100P955955普通水泥普通水泥PO80 且且955 且且20矿渣水泥矿渣水泥PSA50 且且8020 且且50PSB30 且且5050 且且70通用硅酸盐水泥的分类通用硅酸盐水泥的分类通用硅酸盐水泥的组分通用硅酸盐水泥的组分 品种品种代号代号组分（质量百分数）组分（质量百分数）熟料熟料+石膏石膏粒化高粒化高炉矿渣炉矿渣火山灰质火山灰质混合材料混合材料粉煤灰粉煤灰 石灰石石灰石火山灰水泥火山灰水泥PP60 且且8020 且且40粉煤灰水泥粉煤灰水泥PF60 且且8020 且且40复合水泥复合水泥PC50 且且8020 且且50通用硅酸盐水泥的分类通用

26、硅酸盐水泥的分类通用硅酸盐水泥的组分表的相关说明通用硅酸盐水泥的组分表的相关说明 本组分材料为符合标准的活性混合材料，其中允许用不超本组分材料为符合标准的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量过水泥质量8%且符合标准的非活性混合材料或不超过水泥质且符合标准的非活性混合材料或不超过水泥质量量5%且符合标准的窑灰代替。且符合标准的窑灰代替。 本组分材料为符合本组分材料为符合GB/T203或或GB/T18046的活性混合材料，的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量其中允许用不超过水泥质量8%且符合标准的活性混合材料或且符合标准的活性混合材料或非活性混合材料或窑灰中的任一种材料代替。非活性混合材料或

27、窑灰中的任一种材料代替。 本组分材料为符合本组分材料为符合GB/T2847的活性混合材料。的活性混合材料。 本组分材料为符合本组分材料为符合GB/T1596的活性混合材料。的活性混合材料。 本组分材料为由两种（含）以上符合标准的活性混合材料本组分材料为由两种（含）以上符合标准的活性混合材料或或/和符合标准的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥和符合标准的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥质量质量8%且符合标准的窑灰代替。掺矿渣时混合材料掺量不得且符合标准的窑灰代替。掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。与矿渣硅酸盐水泥重复。一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况一、通用硅酸

28、盐水泥的定义、分类及生产概况u生产概况生产概况 “两磨一烧两磨一烧”工艺工艺石灰质原材料石灰质原材料粘土质原材料粘土质原材料校正原料校正原料生生 料料石石 膏膏通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥混合材料混合材料熟熟 料料按比例混合按比例混合磨细磨细13501450煅烧煅烧磨细磨细二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u1.硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料矿物硅酸盐水泥熟料矿物硅酸二钙硅酸二钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙游离氧化钙和氧化镁游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙铝酸三钙硅酸三钙硅酸三钙碱类及杂质碱类及杂质2CaOSiO2，C C2 2S S4CaOAl2O3Fe2O3，C C4

29、4AFAFfCaO和和fMgO3CaOAl2O3，C C3 3A A3CaOSiO2，C C3 3S S二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u1.硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料 熟料矿物加水，均能单独与水发生化学反应。熟料矿物加水，均能单独与水发生化学反应。矿物名称矿物名称硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙含量范围含量范围（质量，）（质量，）376015377151018水化反应速度水化反应速度快快慢慢最快最快快快强强 度度高高早期低早期低后期高后期高低低低（含量多时低（含量多时对抗折强度有对抗折强度有利）利）水水 化化 热热较高较高低低最高

30、最高中等中等二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料l2.石膏石膏 天然石膏：应符合天然石膏：应符合GB/T5483中规定的中规定的G类或类或M类二类二级（含）以上的石膏或混合石膏。级（含）以上的石膏或混合石膏。 工业副产石膏：以硫酸钙为主要成分的工业副产物。工业副产石膏：以硫酸钙为主要成分的工业副产物。采用前应经过试验证明对水泥性能无害。采用前应经过试验证明对水泥性能无害。u3.活性混合材料活性混合材料 所谓活性混合材料是指这类材料磨成粉末后，与石所谓活性混合材料是指这类材料磨成粉末后，与石灰、石膏或硅酸盐水泥加水拌合后能发生水化反应，灰、石膏或硅酸盐水泥加水拌合后能发生水化

31、反应，在常温下能生成具有水硬性的胶凝物质。符合在常温下能生成具有水硬性的胶凝物质。符合GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847标标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料。火山灰质混合材料。 二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u3.活性混合材料活性混合材料 ：是在高炉冶炼生铁时，为了使是在高炉冶炼生铁时，为了使铁矿石易于熔融，常加入一定量的石灰石作为助铁矿石易于熔融，常加入一定量的石灰石作为助熔剂。在高温下石灰石分解出的氧化钙与铁矿石熔剂。在高温下石灰石分解出的氧化钙与铁矿石

32、中的粘土质废渣化合，生成含有硅酸盐和铝酸盐中的粘土质废渣化合，生成含有硅酸盐和铝酸盐的熔融矿渣，浮在铁水的表面，这些矿渣经骤冷的熔融矿渣，浮在铁水的表面，这些矿渣经骤冷处理，可成为质地疏松、多孔的细小颗粒，称为处理，可成为质地疏松、多孔的细小颗粒，称为粒化高炉矿渣。粒化高炉矿渣的主要化学成分为粒化高炉矿渣。粒化高炉矿渣的主要化学成分为SiO2、Al2O3和和CaO，大约占，大约占90%以上，另外还有以上，另外还有少量的少量的MgO和和Fe2O3及其他杂质。及其他杂质。 二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u3.活性混合材料活性混合材料 是火力发电厂以煤粉作燃料，煤粉在是火力

33、发电厂以煤粉作燃料，煤粉在锅炉中燃烧后，由收尘器从烟气中收集的灰分，锅炉中燃烧后，由收尘器从烟气中收集的灰分，它属于火山灰质混合材料的一种，为密实球形玻它属于火山灰质混合材料的一种，为密实球形玻璃质结构，其化学成分主要是活性璃质结构，其化学成分主要是活性SiO2和活性和活性Al2O3，其性质与火山灰质混合材料基本相同。，其性质与火山灰质混合材料基本相同。 二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u3.活性混合材料活性混合材料 凡天然或人工的以氧化硅、凡天然或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的物质材料，本身磨细加水拌合氧化铝为主要成分的物质材料，本身磨细加水拌合并不硬化，但与气硬

34、性的石灰混合后，再加水拌合，并不硬化，但与气硬性的石灰混合后，再加水拌合，则不但能在空气中硬化，而且在水中继续硬化的，则不但能在空气中硬化，而且在水中继续硬化的，称为火山灰质混合材料。称为火山灰质混合材料。 天然的火山灰质混合材料天然的火山灰质混合材料有火山灰、凝灰岩、浮石、有火山灰、凝灰岩、浮石、沸石岩、硅藻土和硅藻石等；沸石岩、硅藻土和硅藻石等；人工的火山灰质混合人工的火山灰质混合材料材料有烧粘土、煤矸石、粉煤灰、煤渣、页岩灰、有烧粘土、煤矸石、粉煤灰、煤渣、页岩灰、硅质渣等。硅质渣等。二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u4.非活性混合材料非活性混合材料 凡不具有活性

35、或活性很低的人工或天然的矿物质材凡不具有活性或活性很低的人工或天然的矿物质材料，磨成细粉后与石灰、石膏或硅酸盐水泥加水拌料，磨成细粉后与石灰、石膏或硅酸盐水泥加水拌合后，不能或很少生成水硬性的胶凝物质的材料，合后，不能或很少生成水硬性的胶凝物质的材料，称为非活性混合材料。称为非活性混合材料。 常用的非活性混合材料有：活性指标分别低于常用的非活性混合材料有：活性指标分别低于GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847标标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料；石灰石和砂岩，其中石灰石中火山灰质混合材料

36、；石灰石和砂岩，其中石灰石中的三氧化二铝含量应不大于的三氧化二铝含量应不大于2.5%。二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u4.非活性混合材料非活性混合材料 掺加非活性混合材料的目的主要是掺加非活性混合材料的目的主要是: 起起填充作用、填充作用、增加水泥产量、调节水泥强度等级、降低水泥成本增加水泥产量、调节水泥强度等级、降低水泥成本和水化热、改善水泥的某些性质和水化热、改善水泥的某些性质等。等。二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料u5.窑灰窑灰 窑灰是从水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘，应符窑灰是从水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘，应符合合JC/T 742的

37、规定。窑灰的性能介于活性混合材料与的规定。窑灰的性能介于活性混合材料与非活性混合材料之间，主要组成物质是碳酸钙、脱非活性混合材料之间，主要组成物质是碳酸钙、脱水粘土、玻璃态物质、氧化钙，另外还有少量的熟水粘土、玻璃态物质、氧化钙，另外还有少量的熟料矿物、碱金属硫酸盐和石膏等。技术性质符合料矿物、碱金属硫酸盐和石膏等。技术性质符合JC/T742的规定。的规定。u6.助磨剂助磨剂 在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂。水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入能的外加剂。水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入量应不大于水泥质量的量应不大于水泥质量的0.

38、5%，应符合，应符合JC/T667的规定。的规定。 三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用硅酸盐水泥的技术要求u1.化学指标化学指标品种品种代号代号化学指标（质量分数）化学指标（质量分数）不溶物不溶物烧失量烧失量三氧化硫三氧化硫氧化镁氧化镁氯离子氯离子硅酸盐水泥硅酸盐水泥P0.753.03.55.00.06P1.503.5普通水泥普通水泥PO5.0矿渣水泥矿渣水泥PSA4.06.0PSB火山灰水泥火山灰水泥PP3.56.0粉煤灰水泥粉煤灰水泥PF三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用硅酸盐水泥的技术要求u1.化学指标化学指标品种品种代号代号化学指标（质量分数）化学指标（质量分数）不溶物不溶物 烧失

39、量烧失量三氧化硫三氧化硫氧化镁氧化镁氯离子氯离子复合水泥复合水泥PC3.56.00.06如果水泥压蒸试验合格，则水泥中氧化镁的含量（质量分数）允如果水泥压蒸试验合格，则水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至许放宽至6.0%。如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。压蒸安定性试验并合格。当有更低要求时，该指标由买卖双方确定。当有更低要求时，该指标由买卖双方确定。三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用硅酸盐水泥的技术要求u2.碱含量碱含量(选择性指标选择性指标) 碱含量是指水泥中氧化钠碱含量是指水泥中氧化

40、钠(Na2O)和氧化钾和氧化钾(K2O)的含的含量。近些年来，在混凝土施工中发现了许多碱集料量。近些年来，在混凝土施工中发现了许多碱集料反应，即水泥中的碱和集料中的活性二氧化硅反应，反应，即水泥中的碱和集料中的活性二氧化硅反应，生成膨胀性的碱硅酸盐凝胶，导致混凝土开裂。因生成膨胀性的碱硅酸盐凝胶，导致混凝土开裂。因此，当使用活性骨料时，要使用低碱水泥。水泥中此，当使用活性骨料时，要使用低碱水泥。水泥中碱含量按碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示。若使用活性计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量应不大于应不大于0.6

41、0%或由买卖双方协商确定。或由买卖双方协商确定。 u3.物理指标物理指标p标准稠度用水量标准稠度用水量 标准稠度标准稠度：为测定水泥凝结时间、体积安定性等：为测定水泥凝结时间、体积安定性等性能，为使其具有可比性，对水泥浆以标准方法性能，为使其具有可比性，对水泥浆以标准方法测试所达到统一规定的浆体的可塑性程度。测试所达到统一规定的浆体的可塑性程度。 标准稠度用水量标准稠度用水量：水泥浆达到规定的：水泥浆达到规定的“标准稠度标准稠度”时所需的加水量。时所需的加水量。 表示方法：用表示方法：用“拌和水量占水泥质量的百分比拌和水量占水泥质量的百分比”表示。表示。 测试方法：测试方法：“固定水量法固定水

42、量法”或或“调整水量法调整水量法”。u3.物理指标物理指标p凝结时间凝结时间 凝结时间凝结时间分为初凝时间和终凝时间。分为初凝时间和终凝时间。初凝时初凝时间间是从加水至水泥浆是从加水至水泥浆开始失去塑性开始失去塑性的时间；的时间；终凝终凝时间时间是从加水至水泥浆是从加水至水泥浆完全失去塑性完全失去塑性的时间。的时间。 水泥初凝时间不宜过早，终凝时间不宜过迟。水泥初凝时间不宜过早，终凝时间不宜过迟。 凝结时间规定：凝结时间规定： 硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：初凝初凝 45min45min，终凝终凝 390min390min。 普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水

43、泥、粉煤灰水泥、复合水泥煤灰水泥、复合水泥 ：初凝初凝 45min45min，终凝终凝 600min600min。u3.物理指标物理指标p安定性安定性 安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安定性不良。定性不良。 水泥安定性不良的原因：水泥安定性不良的原因： 熟料中含有过量的熟料中含有过量的游离氧化钙（游离氧化钙（fCaO），或），或含有过量的游离氧化镁（含有过量的游离氧化镁（fMgO）；）； 生产水泥时掺入的石膏过量。生产水泥时掺入的石膏过量。 通用硅酸盐水泥安定性

44、用通用硅酸盐水泥安定性用沸煮法检验必须合格。沸煮法检验必须合格。 安定性不良安定性不良的水泥的水泥严禁严禁用于工程中。用于工程中。u3.物理指标物理指标p 细度细度(选择性指标选择性指标) 细度是指水泥颗粒的粗细程度。细度是指水泥颗粒的粗细程度。 水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。性和强度。 水泥细度的检验方法有：筛析法、比表面积法。水泥细度的检验方法有：筛析法、比表面积法。 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面比表面积表示积表示，其比表面积不小于，其比表面积不小于300m2/kg； 矿渣硅酸盐水

45、泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余筛余表示表示，其，其80m方孔筛筛余不大于方孔筛筛余不大于10%或或45m方孔筛筛余不大于方孔筛筛余不大于30%。 u3.物理指标物理指标p强度强度 胶砂配合比胶砂配合比水泥：标准砂水泥：标准砂=1：3(质量比质量比) ，水，水灰比灰比0.5。火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料的水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水普通硅酸盐水泥在进行胶

46、砂强度检验时，其用水量按量按0.50水灰比和水灰比和来确来确定。当流动度小于定。当流动度小于180mm时，须以时，须以0.01的整倍数的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180mm。u3.物理指标物理指标p强度强度 胶砂试件：胶砂试件：40mm40mm160mm的标准试件。的标准试件。 标准养护条件：标准养护条件：1d温度为温度为201，相对湿度，相对湿度90以上的空气中带模养护；以上的空气中带模养护；1d以后拆模，放入以后拆模，放入201的水中养护下养护。的水中养护下养护。 龄期及强度：分别测定龄期及强度：分别测定3d、28d龄期的龄期的抗

47、折强度抗折强度和和抗压强度抗压强度，即为，即为水泥的胶砂强度水泥的胶砂强度。 u3.物理指标物理指标p强度强度u3.物理指标物理指标p水化热水化热 水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为为kJ/kg。 水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。 铝酸三钙、硅酸三钙铝酸三钙、硅酸三钙的水化热的水化热高高，而，而铁铝酸四铁铝酸四钙、硅酸二钙钙、硅酸二钙的水化热较的水化热较低低。因此要降低水化。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。u3.物理指标物理指标p水化热水

48、化热 水化热对工程的影响水化热对工程的影响 对对大体积砼大体积砼工程：易产生温度裂缝。工程：易产生温度裂缝。(应选择水应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。热的危害。) 对对普通砼普通砼工程：能促进水泥的水化和水泥的强工程：能促进水泥的水化和水泥的强度发展。度发展。u3.物理指标物理指标p密度与堆积密度密度与堆积密度 硅酸盐水泥的密度一般为硅酸盐水泥的密度一般为3.13.2g/cm3 ，普通硅酸，普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥略低，矿渣硅酸盐水泥盐水泥、复合硅酸盐水泥略低，矿渣硅酸盐水泥为为2.83.0g/cm3 ，火山灰硅酸盐水泥、

49、粉煤灰硅酸，火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥为盐水泥为2.72.9g/cm3 。水泥堆积密度除与矿物组。水泥堆积密度除与矿物组成、细度有关外，主要取决于堆积的紧密程度。成、细度有关外，主要取决于堆积的紧密程度。一般堆积密度为一般堆积密度为9001200kg/m3 ，紧密状态下可，紧密状态下可达达1600kg/m3 。 水泥的密度、堆积密度是比较重要的两个物理指水泥的密度、堆积密度是比较重要的两个物理指标，在进行混凝土、砂浆配合比设计和水泥贮运标，在进行混凝土、砂浆配合比设计和水泥贮运时都必须用到。时都必须用到。三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用硅酸盐水泥的技术要求 检验结果不符合化学指标、

50、凝结时间、安定性、检验结果不符合化学指标、凝结时间、安定性、强度中的任何一项技术要求时，为强度中的任何一项技术要求时，为“不合格品不合格品”。 检验结果符合化学指标、凝结时间、安定性、强检验结果符合化学指标、凝结时间、安定性、强度的规定，为度的规定，为“合格品合格品”。 四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能u硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥的水化2(3CaOSiO2) + 6H2O = 3CaO2SiO23H2O + 3Ca(OH)2 C3S 氢氧化钙氢氧化钙2(2CaOSiO2) + 4H2O = 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)2 C2S

51、氢氧化钙氢氧化钙 3CaOAl2O3 + 6H2O = 3CaOAl2O36H2OC3A 水化铝酸钙水化铝酸钙4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H2O = 3CaOAl2O36H2O + CaOFe2O3H2OC4AF 水化铝酸钙水化铝酸钙 CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O 水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能u硅酸盐水泥的凝结硬化硅酸盐水泥的凝结硬化 凝结凝结 水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变

52、化，浆体逐渐变稠浆体逐渐变稠失去可塑性失去可塑性而成为水泥石的过程。而成为水泥石的过程。 硬化硬化 水泥石水泥石强度逐渐发展强度逐渐发展的过程称为硬化。的过程称为硬化。l水泥的凝结硬化过程一个水泥的凝结硬化过程一个连续复杂连续复杂的的物理化学变化过程物理化学变化过程。四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能A凝胶体（水化硅酸钙凝胶，凝胶体（水化硅酸钙凝胶，及少量水化铁酸钙）；及少量水化铁酸钙）；B晶体（氢氧化钙、水化铝酸晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；钙、水化硫铝酸钙）；C孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；孔等）；D未水

53、化的水泥颗粒未水化的水泥颗粒DABC水泥石是由水泥石是由水化产物水化产物(凝凝胶体、晶体胶体、晶体)、未水化的未水化的水泥颗粒水泥颗粒和和毛细孔隙毛细孔隙(水、水、空气空气)等组成的等组成的不均匀结不均匀结构体构体。水泥石各组成成分的相水泥石各组成成分的相对含量对含量取决于取决于“水水泥的水化程度泥的水化程度”和和“水水灰比灰比”。 四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化、凝结硬化与性能u影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素 水泥矿物成分水泥矿物成分 水泥细度水泥细度 石膏掺量石膏掺量 养护条件养护条件(温度和湿度温度和湿度)、养护龄期、养护龄期 拌合用水量拌

54、合用水量(水灰比水灰比) 外加剂外加剂通用硅酸盐水泥的特性及应用通用硅酸盐水泥的特性及应用p1.硅酸盐水泥硅酸盐水泥 凝结硬化快，强度高凝结硬化快，强度高适用于有早强要求的工程。适用于有早强要求的工程。 抗冻性好抗冻性好适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。 耐磨性好耐磨性好适用于高速公路、道路和地面工程。适用于高速公路、道路和地面工程。 抗碳化性好抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。于空气中二氧化碳浓度高的环境。通用硅酸盐水泥的特性及应用通用硅酸盐水泥的特性及应用p1.硅酸盐水泥硅酸盐水泥 耐腐蚀性差耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。含量较多。 水化热高水化热高不宜用于大体积混凝土工程。但有利不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。于低温季节蓄热法施工。 耐热性差耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。因水化后氢氧化钙含量高。不适用不适用于承受高温作用的混凝土